论文部分内容阅读
摘 要 遵循设备更新改造与整治完善，坚持安全性和可靠性第一、先进性和实用性相结合的原则，加大技术改造投入，优化配置，不断提高设备健康水平。文章结合漫湾电厂500 kV联络变压器35 kV侧母线的实际情况，指出了运行中存在的不足和缺点，对35 kV绝缘铜管母线介绍，叙述35 kV母线改造的过程和工艺。
关键词 35 kV；母排；绝缘铜管母线
中图分类号：TM64 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）17-0177-02
电力可靠性是电力安全的重要基础，对保障电力安全生产、提高企业竞争力和企业效益有着至关重要的作用，电力设备运行可靠性指标的高低，也是评价电力优质服务的基础性数据。漫湾电厂500 kV系统、220 kV系统、35 kV系统通过自耦变压器联络运行，35 kV低压侧经母排直接接至35 kV厂用配电系统，于1995年6月30日投入运行。35 kV低压侧母线为裸露母排，由于运行年限已久，部分支柱绝缘瓷瓶底座有损坏现象。且35 kV母排裸露布置，周围用铁丝网进行隔离，存在小动物进入造成短路的潜在危险，2013年4月进行改造跟换为绝缘铜管母线。
1 我厂实际情况及更换的必要性
漫湾水电厂位于澜沧江中游河段，是云南省第一个百万千瓦级的大型水电站。总装机容量为1670 MW，我厂通过500 kV两条线（漫昆Ⅰ、Ⅱ回）送昆明草铺变电站，220 kV三条线（漫下、漫丁、漫新）并入电网。500 kV系统、220 kV系统通过三绕组自耦变压器联络运行，低压侧为35 kV供给厂用电系统。漫湾电厂长期以来承担着云南电网调峰、调频、基荷以及调整鲁天线潮流的任务，并联络变压器在电网系统连接500 kV、220 kV电压等级有着举足轻重的地位，也是临沧地区电网与省网连接的重要设备，因此联络变压器的安全、可靠运行对电网安全稳定运行有着重要意义。
35 kV低压侧为三角形接法，经母线排与35 kV厂用配电系统，故35 kV的运行情况直接影响整个联络变压器的安全运行。35 kV低压侧母线为裸露母排，于1995年6月30日投入运行，由于运行年限已久，部分支柱绝缘瓷瓶底座有损坏现象。35 kV母线排裸露布置，周围用铁丝网进行隔离，存在小动物进入造成短路的潜在危险，且安全距离不够，巡检和维护人员通过是存在触电的可能，同样也威胁到设备的安全运行。针对实际情况，为提高设备的可靠性，保证设备安全稳定运行，电厂决定对联络变压器35 kV侧母排进行更换，以解决原裸露母排易受潮、绝缘不合格、防护性能差等缺陷。
2 35 kV绝缘管母线
通过对我厂设备运行现状及运行环境，对多家公司从价格及综合实力进行比较，最后干式全绝缘管母线。该设备满足我厂在额定动稳电流、额定热稳电流、绝缘水平、海拔、环境等技术性能要求。
屏蔽绝缘铜管母线结构如下图所示。
母线型式应为分相全绝缘屏蔽式铜管母线，采用圆柱体电容型结构形式，在导体和外绝缘护套之间设置均压电容层、主绝缘层、屏蔽接地层。母线导体为圆型紫铜管，绝缘层材料采用聚四氟乙烯，接地屏为0.2 mm厚铝箔，外护套为热缩密封式绝缘护套管，能有效地防止辐射、凝露、霜及雨水的进入。
3 35 kV绝缘管母线安装工序及工艺
3.1 安装步骤
安装步骤依次为：检查管母线外观，核对现场布置，管母线托架定位，固定金具定位、安装，管母线吊装、定位，母线中间接头安装，管母线调整，中间接头绝缘处理，中间接头螺栓紧固，固定金具螺栓紧固，终端接头安装，试验检验终端设备连接。
3.2 安装工序及工艺
3.2.1 前期准备
前期进行实际尺寸测量，设计绝缘管母线的走向及托架安装位置，并形成图纸和方案。
3.2.2 绝缘管母线托架安装
8号机组出口母线安装后发现管母线托架发热严重，分析结果为托架所用钢材为导磁材料，在管母线漏磁场的作用下内部产生磁滞涡流损耗，导致发热。因此安装前检查所有的管母托架、固定金具和螺栓均为不锈钢材料制作，并且所用焊条也为不锈钢焊条，根据施工图纸将管母线托架吊放在要安装的部位，按施工图纸要求检测并调整各部位管母线托架安装的水平度，确认后点焊固定将托架加强斜支撑按要求焊牢后再将托架补焊牢固，清渣检查合格后对焊接部位进行防腐处理。
3.2.3 绝缘管母线固定金具安装
按施工图纸要求将固定金具下半安装在托架上待绝缘管母线安装完毕后将金具压盖安装上，并用螺丝固定牢固。
3.2.4 绝缘管母线安装
认真检查管母线外绝缘是否完好无损，根据图纸要求逐一吊装在管母线的固定金具上。并严格按照生产工艺要求作好中间接头，调整好绝缘管母线水平，卡好固定金具压盖，调整管母线固定金具消除绝缘管母线安装应力；活动金具中心轴应放置在托架的滑动槽的中心。
对35 kV开关柜下竖井段母线，按照施工图纸要求，焊接墙壁上的固定金具托架，托架焊接完成以后，必须先安装最下端与水平位置成T型接头处，用手动葫芦按顺序吊装母线就位，就位过程中用拉绳平衡管母线，并在与金属等坚硬物摩擦做好防护，避免磕碰。竖直返回段的支撑固定金具应加弹性阻尼垫缓冲母线重力及运行过程中的母线震动应力。
3.2.5 绝缘管母线中间接头的安装
先检查中间接头及其配件外观是否完整无破损，无尖刺，打磨成圆弧形；并用酒精将中间接头及其配件清理干净，先在绝缘管母线上套上两层热缩母线管套，均匀涂上导电保护介质（导电膏）。将两段绝缘管母对接整齐，间隙尽量小。
管母线中间接头示意图如下焊接式管母线中间接头主要由铜套和不锈钢套组成，铜套内径与管母线外径及不锈钢套内径与铜套外径相等，铜套及不锈钢套均有一定宽度的开口，便于夹紧时收缩。 中间接头制作及绝缘处理
用专用夹具将不锈钢套及铜套夹紧，使铜套与铜管紧密连接，然后用不锈钢焊条将不锈钢套开口处焊牢固，拆除夹具后，将焊缝满焊，然后将焊缝打磨光滑。
中间接头安装完毕后，用酒精将打磨过的中间接头清洁干净，缠绕半导材料在铜套及不锈钢套的两端，避免尖端放电，再用四氟乙烯带缠绕在中间接头上，缠绕层数到达30层。在封装位置缠好防水胶，将预先套装上的一层热缩母线管套在中间接头上，两端预留长度应相等，热缩母线管置在中间接头中间，用喷火枪将绝缘母线管套热缩至尺寸。包上铝膜后，将管母两端接地屏蔽铜带连接，缠绕2-4层四氟乙烯带；将预先套装上的另一个热缩母线管套在中间接头上，热缩相应相色的防护套。中间接头的绝缘层及地屏分别与两端管母线的绝缘层及地屏相连，使之形成整体绝缘。
3.2.6 T型接头安装
在安装T型接头前，将T型接头及其配件预置在安装位置。先检查中间接头及其配件外观是否完整无破损，并用酒精将T型接头及其配件清理干净，涂上导电膏。T型接头为双面抱箍式，抱箍为紫铜精密铸造，采用高强度不锈钢防松螺栓紧固。将螺栓紧固，缠绕半导材料在铜套及不锈钢套的两端，避免尖端放电，再用四氟乙烯带缠绕在T型接头上，缠绕层数到达30层。在封装位置缠好防水胶，将热缩母排管套在T型接头三边，用喷火枪将母排管热缩至尺寸。因T型接头处绝缘热缩套无法套装，所以包上相对应相色的乙烯带，用绝缘热缩套制作成可拆卸的防护套。此处因为T型接头形状的影响在缠绕四氟乙烯带时部分地方不能缠绕到，无法连接屏蔽层，加之无法热缩绝缘母线热缩套，故此处不是全绝缘，在下方10 cm处加装绝缘板。
3.2.7 终端接头安装
在与变压器低压侧和开关柜连接处，将绝缘管母终端加工为扁平型，用软连接相接。采用紫铜编织丝两端加紫铜端板压制成软连接，端板过渡平滑，表面圆润，无棱角，导电板余量达到额定电流值的150%。因变压器检修试验时需拆装软连接，
T型接头 终端头
故此处用绝缘热缩套制作成可拆卸的防护套。
3.2.8 接地系统
屏蔽接地屏采用厚度不小于0.05 mm的铜箔半迭绕包，接地引出线采用铜丝编织带，有效截面积应不小于25 mm?。结合现场实际施工现状，因T型接头处屏蔽层无法连接，绝缘管母线采用多段单点接地方式，避免绝缘铜管母线的接地线因多点接地而产生环流，接地线直接与固定托架连接，固定托架用扁钢（60*6mm）串联接入地网。并且不少于两个接地点。
4 与母排相比解决的问题
1）解决了原裸露母排裸露带电的不安全问题，且存在小动物进入造成短路的潜在危险。改造为全绝缘管母线，外壳接地，表面电位为零，安全可靠。
2）解决了原裸露母排检修维护工作量大的问题。改造管母线为导体全封闭全绝缘，污秽等级高，不会因为外界灰尘、凝露、受潮、小物体的附着产生短路和不安全运行的情况。基本“免维护”，减小了日常巡查和维护、维修的工作量。
3）解决了大电流母线的选型问题。原裸露母排为敞开式母线，要解决母线的绝缘在母线的选择上目前只有电缆，但是电缆的单根载流量受限，多根又存在终端电压不平衡的很多问题，该管型母线具有单根载流量大和外壳绝缘的优势。
4）新技术、新材料的应用。
①新型母线的选用。创新的采用了管型母线在大电流场合的应用，管母线在变电站广泛使用，具备载流量大、强度高、架设美观等多方面的优势，在管母线外表面包覆绝缘的新技术已经通过国家权威部门的型式检测。在水电厂发电机出口、裸露母线的应用属于新技术在该领域的应用。
②新型材料的选用。电缆的绝缘材料一般为交联聚合物，本工程绝缘母线选用的主绝缘材料为聚四氟乙烯材料，该材料具有优良的绝缘特性和耐老化特性，其绝缘温度曲线优良，可以在-240℃至+340℃区间稳定运行绝缘强度不下降，该材料还有优良的介质特性，介质损耗低。还有优良的阻燃特性。属于绝缘领域的新材料。
更换前 更换后
5 总结
此次改在后解决了35 kV母线易短路、受潮等缺陷，提高了运行的安全性和可靠性，减少了维护量。投运后运行正常，改造取得较好的效果。但有以下两点不足之处需要改进。
1）T型接头处的绝缘问题。
2）固定金具的螺栓在长期在震动的环境下运行可能出现松动，建议加装在螺栓上加装弹簧垫圈，让其受力，震动也不影响牢固。
参考文献
[1]熊信银，主永利.发电厂电气部分（第三版）[M].中国电力出版社.
[2]DL/T596-1996电力设备预防性试验规程.
[3]GB50150电气装置安装工程 电气设备交接试验标准.
[4]GB50169电气装置安装工程 接地装置施工及验收标准.
[5]GBJ147-90电气装置安装工程 高压电器施工及验收标准.
[6]GB311.1-1997高压输变电设备的绝缘配合.
[7]GBJ147-1990电气装置安装工程高压电器施工及验收规范.
[8]GB50150-2006电气装置安装工程电气设备交接试验标准.
关键词 35 kV；母排；绝缘铜管母线
中图分类号：TM64 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）17-0177-02
电力可靠性是电力安全的重要基础，对保障电力安全生产、提高企业竞争力和企业效益有着至关重要的作用，电力设备运行可靠性指标的高低，也是评价电力优质服务的基础性数据。漫湾电厂500 kV系统、220 kV系统、35 kV系统通过自耦变压器联络运行，35 kV低压侧经母排直接接至35 kV厂用配电系统，于1995年6月30日投入运行。35 kV低压侧母线为裸露母排，由于运行年限已久，部分支柱绝缘瓷瓶底座有损坏现象。且35 kV母排裸露布置，周围用铁丝网进行隔离，存在小动物进入造成短路的潜在危险，2013年4月进行改造跟换为绝缘铜管母线。
1 我厂实际情况及更换的必要性
漫湾水电厂位于澜沧江中游河段，是云南省第一个百万千瓦级的大型水电站。总装机容量为1670 MW，我厂通过500 kV两条线（漫昆Ⅰ、Ⅱ回）送昆明草铺变电站，220 kV三条线（漫下、漫丁、漫新）并入电网。500 kV系统、220 kV系统通过三绕组自耦变压器联络运行，低压侧为35 kV供给厂用电系统。漫湾电厂长期以来承担着云南电网调峰、调频、基荷以及调整鲁天线潮流的任务，并联络变压器在电网系统连接500 kV、220 kV电压等级有着举足轻重的地位，也是临沧地区电网与省网连接的重要设备，因此联络变压器的安全、可靠运行对电网安全稳定运行有着重要意义。
35 kV低压侧为三角形接法，经母线排与35 kV厂用配电系统，故35 kV的运行情况直接影响整个联络变压器的安全运行。35 kV低压侧母线为裸露母排，于1995年6月30日投入运行，由于运行年限已久，部分支柱绝缘瓷瓶底座有损坏现象。35 kV母线排裸露布置，周围用铁丝网进行隔离，存在小动物进入造成短路的潜在危险，且安全距离不够，巡检和维护人员通过是存在触电的可能，同样也威胁到设备的安全运行。针对实际情况，为提高设备的可靠性，保证设备安全稳定运行，电厂决定对联络变压器35 kV侧母排进行更换，以解决原裸露母排易受潮、绝缘不合格、防护性能差等缺陷。
2 35 kV绝缘管母线
通过对我厂设备运行现状及运行环境，对多家公司从价格及综合实力进行比较，最后干式全绝缘管母线。该设备满足我厂在额定动稳电流、额定热稳电流、绝缘水平、海拔、环境等技术性能要求。
屏蔽绝缘铜管母线结构如下图所示。
母线型式应为分相全绝缘屏蔽式铜管母线，采用圆柱体电容型结构形式，在导体和外绝缘护套之间设置均压电容层、主绝缘层、屏蔽接地层。母线导体为圆型紫铜管，绝缘层材料采用聚四氟乙烯，接地屏为0.2 mm厚铝箔，外护套为热缩密封式绝缘护套管，能有效地防止辐射、凝露、霜及雨水的进入。
3 35 kV绝缘管母线安装工序及工艺
3.1 安装步骤
安装步骤依次为：检查管母线外观，核对现场布置，管母线托架定位，固定金具定位、安装，管母线吊装、定位，母线中间接头安装，管母线调整，中间接头绝缘处理，中间接头螺栓紧固，固定金具螺栓紧固，终端接头安装，试验检验终端设备连接。
3.2 安装工序及工艺
3.2.1 前期准备
前期进行实际尺寸测量，设计绝缘管母线的走向及托架安装位置，并形成图纸和方案。
3.2.2 绝缘管母线托架安装
8号机组出口母线安装后发现管母线托架发热严重，分析结果为托架所用钢材为导磁材料，在管母线漏磁场的作用下内部产生磁滞涡流损耗，导致发热。因此安装前检查所有的管母托架、固定金具和螺栓均为不锈钢材料制作，并且所用焊条也为不锈钢焊条，根据施工图纸将管母线托架吊放在要安装的部位，按施工图纸要求检测并调整各部位管母线托架安装的水平度，确认后点焊固定将托架加强斜支撑按要求焊牢后再将托架补焊牢固，清渣检查合格后对焊接部位进行防腐处理。
3.2.3 绝缘管母线固定金具安装
按施工图纸要求将固定金具下半安装在托架上待绝缘管母线安装完毕后将金具压盖安装上，并用螺丝固定牢固。
3.2.4 绝缘管母线安装
认真检查管母线外绝缘是否完好无损，根据图纸要求逐一吊装在管母线的固定金具上。并严格按照生产工艺要求作好中间接头，调整好绝缘管母线水平，卡好固定金具压盖，调整管母线固定金具消除绝缘管母线安装应力；活动金具中心轴应放置在托架的滑动槽的中心。
对35 kV开关柜下竖井段母线，按照施工图纸要求，焊接墙壁上的固定金具托架，托架焊接完成以后，必须先安装最下端与水平位置成T型接头处，用手动葫芦按顺序吊装母线就位，就位过程中用拉绳平衡管母线，并在与金属等坚硬物摩擦做好防护，避免磕碰。竖直返回段的支撑固定金具应加弹性阻尼垫缓冲母线重力及运行过程中的母线震动应力。
3.2.5 绝缘管母线中间接头的安装
先检查中间接头及其配件外观是否完整无破损，无尖刺，打磨成圆弧形；并用酒精将中间接头及其配件清理干净，先在绝缘管母线上套上两层热缩母线管套，均匀涂上导电保护介质（导电膏）。将两段绝缘管母对接整齐，间隙尽量小。
管母线中间接头示意图如下焊接式管母线中间接头主要由铜套和不锈钢套组成，铜套内径与管母线外径及不锈钢套内径与铜套外径相等，铜套及不锈钢套均有一定宽度的开口，便于夹紧时收缩。 中间接头制作及绝缘处理
用专用夹具将不锈钢套及铜套夹紧，使铜套与铜管紧密连接，然后用不锈钢焊条将不锈钢套开口处焊牢固，拆除夹具后，将焊缝满焊，然后将焊缝打磨光滑。
中间接头安装完毕后，用酒精将打磨过的中间接头清洁干净，缠绕半导材料在铜套及不锈钢套的两端，避免尖端放电，再用四氟乙烯带缠绕在中间接头上，缠绕层数到达30层。在封装位置缠好防水胶，将预先套装上的一层热缩母线管套在中间接头上，两端预留长度应相等，热缩母线管置在中间接头中间，用喷火枪将绝缘母线管套热缩至尺寸。包上铝膜后，将管母两端接地屏蔽铜带连接，缠绕2-4层四氟乙烯带；将预先套装上的另一个热缩母线管套在中间接头上，热缩相应相色的防护套。中间接头的绝缘层及地屏分别与两端管母线的绝缘层及地屏相连，使之形成整体绝缘。
3.2.6 T型接头安装
在安装T型接头前，将T型接头及其配件预置在安装位置。先检查中间接头及其配件外观是否完整无破损，并用酒精将T型接头及其配件清理干净，涂上导电膏。T型接头为双面抱箍式，抱箍为紫铜精密铸造，采用高强度不锈钢防松螺栓紧固。将螺栓紧固，缠绕半导材料在铜套及不锈钢套的两端，避免尖端放电，再用四氟乙烯带缠绕在T型接头上，缠绕层数到达30层。在封装位置缠好防水胶，将热缩母排管套在T型接头三边，用喷火枪将母排管热缩至尺寸。因T型接头处绝缘热缩套无法套装，所以包上相对应相色的乙烯带，用绝缘热缩套制作成可拆卸的防护套。此处因为T型接头形状的影响在缠绕四氟乙烯带时部分地方不能缠绕到，无法连接屏蔽层，加之无法热缩绝缘母线热缩套，故此处不是全绝缘，在下方10 cm处加装绝缘板。
3.2.7 终端接头安装
在与变压器低压侧和开关柜连接处，将绝缘管母终端加工为扁平型，用软连接相接。采用紫铜编织丝两端加紫铜端板压制成软连接，端板过渡平滑，表面圆润，无棱角，导电板余量达到额定电流值的150%。因变压器检修试验时需拆装软连接，
T型接头 终端头
故此处用绝缘热缩套制作成可拆卸的防护套。
3.2.8 接地系统
屏蔽接地屏采用厚度不小于0.05 mm的铜箔半迭绕包，接地引出线采用铜丝编织带，有效截面积应不小于25 mm?。结合现场实际施工现状，因T型接头处屏蔽层无法连接，绝缘管母线采用多段单点接地方式，避免绝缘铜管母线的接地线因多点接地而产生环流，接地线直接与固定托架连接，固定托架用扁钢（60*6mm）串联接入地网。并且不少于两个接地点。
4 与母排相比解决的问题
1）解决了原裸露母排裸露带电的不安全问题，且存在小动物进入造成短路的潜在危险。改造为全绝缘管母线，外壳接地，表面电位为零，安全可靠。
2）解决了原裸露母排检修维护工作量大的问题。改造管母线为导体全封闭全绝缘，污秽等级高，不会因为外界灰尘、凝露、受潮、小物体的附着产生短路和不安全运行的情况。基本“免维护”，减小了日常巡查和维护、维修的工作量。
3）解决了大电流母线的选型问题。原裸露母排为敞开式母线，要解决母线的绝缘在母线的选择上目前只有电缆，但是电缆的单根载流量受限，多根又存在终端电压不平衡的很多问题，该管型母线具有单根载流量大和外壳绝缘的优势。
4）新技术、新材料的应用。
①新型母线的选用。创新的采用了管型母线在大电流场合的应用，管母线在变电站广泛使用，具备载流量大、强度高、架设美观等多方面的优势，在管母线外表面包覆绝缘的新技术已经通过国家权威部门的型式检测。在水电厂发电机出口、裸露母线的应用属于新技术在该领域的应用。
②新型材料的选用。电缆的绝缘材料一般为交联聚合物，本工程绝缘母线选用的主绝缘材料为聚四氟乙烯材料，该材料具有优良的绝缘特性和耐老化特性，其绝缘温度曲线优良，可以在-240℃至+340℃区间稳定运行绝缘强度不下降，该材料还有优良的介质特性，介质损耗低。还有优良的阻燃特性。属于绝缘领域的新材料。
更换前 更换后
5 总结
此次改在后解决了35 kV母线易短路、受潮等缺陷，提高了运行的安全性和可靠性，减少了维护量。投运后运行正常，改造取得较好的效果。但有以下两点不足之处需要改进。
1）T型接头处的绝缘问题。
2）固定金具的螺栓在长期在震动的环境下运行可能出现松动，建议加装在螺栓上加装弹簧垫圈，让其受力，震动也不影响牢固。
参考文献
[1]熊信银，主永利.发电厂电气部分（第三版）[M].中国电力出版社.
[2]DL/T596-1996电力设备预防性试验规程.
[3]GB50150电气装置安装工程 电气设备交接试验标准.
[4]GB50169电气装置安装工程 接地装置施工及验收标准.
[5]GBJ147-90电气装置安装工程 高压电器施工及验收标准.
[6]GB311.1-1997高压输变电设备的绝缘配合.
[7]GBJ147-1990电气装置安装工程高压电器施工及验收规范.
[8]GB50150-2006电气装置安装工程电气设备交接试验标准.